Hallo miteinander, ich würde gerne nach dem Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst.C3.A4rker einen Helligkeitssensor im Bereich des sichtbaren Lichts aufbauen und direkt an ein Oszilloskop anschließen. Erst einmal will ich damit die PWM-Frequenz von LED-Scheinwerfern / Taschenlampen ausmessen. Ich erwarte Frequenzen vom MHz bis zum zweistelligen kHz Bereich, falls möglich würde ich 100 kHz gerne noch messen können, ist aber nicht zwangsweise notwendig. Der vorgeschlagene BP104 ist für mich nicht geeignet, der ist im Infrarotbereich empfindlich, deswegen verwende ich den SFH203. Als Operationsverstärker verwende ich den TLC271D. Datenblätter gibts z.B. bei Reichelt. Zur Stromversorgung: Nachdem ich am Oszilloskop sowieso einen USB-Anschluss mit 5 V zur Verfügung habe, verwende ich den gleich als Spannungsversorgung, und nehme eine USB-Zuleitung zur Messplatine. Am Oszilloskop wird dann auf USB und BNC aufgeteilt. Meine Fragen zum Schaltplan (ist angehängt): * Brauche ich R2 und C4 zur Ankopplung ans Oszilloskop, wie sie in einem Tastkopf vorhanden sind? Prinzipiell sollte der Operationsverstärker ja ausreichend Leistung zur Verfügung stellen, sodass die nicht notwendig sind? * Passt der ausgewählte Operationsverstärker oder gibt es einen besseren im gleichen Preissegment? Sollte bei Reichelt lieferbar sein, da bestelle ich die Artikel * Welche Eingangsimpedanz hat der Operationsverstärker? Ich fand im Datenblatt da keine Angabe, wäre praktisch wenn die noch niedriger als die Annahme von 30 pF aus dem Artikel ist, dann käme ich vielleicht noch auf eine Grenzfrequenz von 100 kHz Sonst noch Anmerkungen zum Schaltplan? Vielen Dank im Voraus!
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Sorry, den alten Thread auszugraben aber mich interessiert genau diese Fragestellung. Hat der Poster die Schaltung mittlerweile aufgebaut und kann berichten? Ich kenn mich mit analoger Signalverabreitung auch kaum aus, weshalb ich mich auch frage, ob der Tiefpass fürs Oszi benötigt wird und der OpAmp geeignet ist. 100 kHz wären auch meine Wunschvorstellung und die SFH203 Diode bildet ebenso mein gefordertes Spektrum gut ab.
Sven green schrieb: > Hat der Poster die Schaltung mittlerweile aufgebaut und kann berichten? nein, machen die hier nie :-) Sven green schrieb: > Ich kenn mich mit analoger Signalverabreitung auch kaum aus, weshalb ich > mich auch frage, ob der Tiefpass fürs Oszi benötig Auch Nein. (Tastkopf) Sven green schrieb: > und der OpAmp > geeignet ist. 100 kHz wären auch meine Wunschvorstellung Ich würde was moderneres nehmen.
Hallo, > Stefan -. schrieb: > Erst einmal will ich damit die PWM-Frequenz von LED-Scheinwerfern / > Taschenlampen ausmessen. Ich erwarte Frequenzen vom MHz bis zum > zweistelligen kHz Bereich, falls möglich würde ich 100 kHz gerne noch > messen können, ist aber nicht zwangsweise notwendig. 100kHz und auch 1MHz sind technisch noch kein so großes Problem. Allerdings muss man dazu einige Dinge beachten. Hohe Frequenzen schaffts du nur mit eher geringer Verstärkung. Das hängt aber auch wieder mit der Kapazität zusammen. Nimmst du einen PinDiode mit mehr Fläche (z.B. BPW34) , brauchst du auch nicht so viel Verstärkung. Da mußt du ausprobieren, wie hoch du mit der Verstärkung (R1) gehen kanst. Allerdings sind die genannten Quellen eher ziemlich hell, so dass du wohl eh keine so große Verstärkung benötigen wirst. Mit einer zusätzlichen Optik (Sammellinse) kannst du unter Umständen noch einiges mehr rausholen, ohne die Rückkopplung so hochohmig machen zu müssen. > Infrarotbereich empfindlich, deswegen verwende ich den SFH203. Die Photodiode sollte auf jeden Fall ein Pin-Diode sein (wegen Kapazität) Die Photodiode sollte auch vorgespannt werden (auch wegen Lastkapazität) Dazu würde ich eine Ladungspumpe empfehlen, die -5V macht. > Operationsverstärker verwende ich den TLC271D. Da würde ich schon einen Rail-to-Rail-OPV mit nicht zu knapper Bandbreite empehlen. Der Bias-Strom sollte nicht zu hoch sein (<<1uA). Bei Single-Supply beachte aber den Gleichtakteingangsspannungsbereich. Bei -Ub = gnd kann nicht jeder OPV mit Eingang auf gnd arbeiten. Mit einer negativen Vorspannung für die Pin-Diode hättest du aber auch gleich dieses Problem entschärft und die Bandbreite des OPV wird auch noch besser bei +-5V-Versorgung. > Datenblätter gibts z.B. bei Reichelt. Am besten aber beim Hersteller. > Zur Stromversorgung: Nachdem ich am Oszilloskop sowieso einen > USB-Anschluss mit 5 V zur Verfügung habe, verwende ich den gleich als > Spannungsversorgung, und nehme eine USB-Zuleitung zur Messplatine. Am > Oszilloskop wird dann auf USB und BNC aufgeteilt. Das wird schon funktionieren. In der Stromzuführung zum OPV ist ein Tiefpass immer eine gute Idee. Z.B. 100 Ohm 10...22uF. Dazu der obligatorische 100nF ist ok. > Meine Fragen zum Schaltplan (ist angehängt): > * Brauche ich R2 und C4 zur Ankopplung ans Oszilloskop, wie sie in einem > Tastkopf vorhanden sind? Prinzipiell sollte der Operationsverstärker ja > ausreichend Leistung zur Verfügung stellen, sodass die nicht notwendig > sind? Wenn du es haben willst, kannst du den Oszi ja immer auf AC-Kopplung einstellen. R2 und C4 sind dann nicht notwendig. > * Passt der ausgewählte Operationsverstärker oder gibt es einen besseren > im gleichen Preissegment? Sollte bei Reichelt lieferbar sein, da > bestelle ich die Artikel siehe oben. Keine Ahnung, welcher OPV sonst noch geht, aber der wird wohl grundsätzlich funktionieren. > * Welche Eingangsimpedanz hat der Operationsverstärker? Ich fand im > Datenblatt da keine Angabe, wäre praktisch wenn die noch niedriger als > die Annahme von 30 pF aus dem Artikel ist, dann käme ich vielleicht noch > auf eine Grenzfrequenz von 100 kHz Eingangsimpedanz in pF ? Die Kapazität am Eingang wird wohl eher von der Diode und Leitungen bestimmt. Mache die Leitungen von der Pin-Diode zum OPV so kurz wie möglich. Was ist mit Umgebungslichtempfindlichkeit? Mit einigen speziellen Schaltungstricks kann man diese auch veringern. http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/Opto_Laser/Fotoverst%e4rker.PDF -> R3,R4 und C5 (unter R4). Den Kondensator C1 in deiner Schaltung mußt du dann erproben, so dass die schaltung nicht schwingt, aber auch nicht zu träge wird. Gruß Öletronika
Der + Eingang des OPV darf nicht so wie im Schaltbild gezeichnet, einfach auf Masse - sowas geht nur mit Norton Opamps und die sind aus der Mode gekommen. Vielmehr sollte der +Eingang auf etwa Vcc/2 gehalten werden, was am einfachsten durch einen Spannungsteiler aus zwei gleichen Widerständen zwischen Vcc und GND geschieht. Der Mittelpunkt wird dann auf den +Eingnag gelegt. Freunde der Störunempfindlichkeit legen dann noch einen kleinen Elko (1µF-10µf) zwischen diesen Mittelpunkt und Masse. Im o.a. Artikel wird das nicht gesagt, weil die Jungs dort davon ausgehen, das der Opamp symmetrisch gespeist wird, also z.B. mit +12V und -12V.
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Hallo, > Matthias S. schrieb: > Der + Eingang des OPV darf nicht so wie im Schaltbild gezeichnet, > einfach auf Masse - sowas geht nur mit Norton Opamps und die sind aus > der Mode gekommen. das dachte ich auch erst und in vielen Fällen trifft das wohl zu, aber der OPV TLC271, den er sich ausgesucht hatte wird im Datenblatt mit mit Common Mode input Volateg bis -0.3V angegeben. Gruß Uwi
U. M. schrieb: > das dachte ich auch erst und in vielen Fällen trifft das wohl zu, aber > der OPV TLC271, den er sich ausgesucht hatte wird im Datenblatt mit mit > Common Mode input Volateg bis -0.3V angegeben. Schön, aber trotzdem probiert der OPV dann, auf praktisch 0V am Ausgang zu kommen. Das kann er zwar nahezu, aber dann bleibt kein Swing mehr fürs Nutzsignal. Da sich der Aufwand mit den beiden Widerständen auch wirklich in Grenzen hält und der TE ja auch einen anderen OPV verwenden will, sollte er den Spannungsteiler einfach spendieren. Hier die Theorie dazu: https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Betrieb_mit_einfacher_Versorgungsspannung
Hallo, > Matthias S. schrieb: > Schön, aber trotzdem probiert der OPV dann, auf praktisch 0V am Ausgang > zu kommen. Das kann er zwar nahezu, aber dann bleibt kein Swing mehr > fürs Nutzsignal. verstehe ich nicht. Der OPV arbeitet invertierend, so dass der Ausgang eh nur im positiven Bereich austeuern muß.. -> Licht an => Ausgang steuert Richtung +Ub aus. -> Licht aus => Ausgang geht Richtung gnd. Gut, da kann es sein, dass die untere Aussteugrenze das begrenzt. Wenn man einen Leckstrom annimmt und auch etwas Gleichlicht vorhanden ist, müßte der OPV am Ausgang eh nicht bis Null herunter kommen, Ansonsten hatte ich oben ja auch schon vorgeschlagen, eine neg. Spannung zu ertzeugen, nicht nur für den OPV, sondern auch für eine neg. Vorspannung Fotodiode, um die Dynamik deutlich zu verbessern. Gruß Öletronika
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